用于控制车辆的EPS系统的转矩的方法和车辆的EPS系统技术方案

一种对车辆的电动助力转向(EPS)系统的转矩进行控制的方法。该方法基于车辆的运动状态来确定满足约束的EPS系统的转矩值的范围。约束包括关于EPS系统的转矩对方向盘的效果的至少一个约束。方法基于车辆的运动目的在值的范围内选择转矩的值，并且命令EPS系统根据转矩的值生成转矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及车辆中的电动助力转向(EPS)系统，更具体地涉及EPS系统的控制。
技术介绍
电动助力转向(EPS)系统对车辆的转向柱生成转矩。用于EPS的控制方法的共同目的是减小司机转动方向盘时的施力。例如参见U.S.5719766、U.S.5894205、U.S.5878360，其中描述了EPS系统的各种构造和减小司机转动方向盘时的施力的EPS系统的操作。转向系统架构对车辆的运动有影响。一些方法描述了使用EPS系统改善车辆的转弯性能和横摆稳定性控制，例如参见U.S.4951199、U.S.20110112716、U.S.5719766。类似地，U.S.8103411描述了一种过度转向控制法。然而，因为EPS致动器机械地连接到方向盘且EPS系统的致动影响司机，所以限制了这些概念的应用。EPS的不当设计或控制可能有害，并且范围可从对司机的轻微打扰(例如，降低对于道路的“感触”)到严重问题(诸如丧失对车辆的横向响应的敏感度和可能丧失车辆稳定性的维持等)。在一些情况下，EPS的不当设计或控制可能导致对司机有威胁的损伤(诸如导致受伤的对司机手臂的过度负担等)。由此，传统的EPS系统为了避免EPS动作对司机的不当影响而被设计成司机手臂的延伸，并且由EPS系统向转向柱施加的转矩的值经由转向机构的当前状态来唯一地确定。因此，传统的系统不将EPS用于诸如转弯性能和车辆稳定性控制等的不同驾驶目的。例如，传统的横摆稳定性控制系统通过借助向不同车轮施加不同转矩而生成横摆力矩来实施车辆稳定性控制。例如，US7966113B2中所描述的系统使用刹车实现不同的转矩。该系统可以对快速稳定性恢复有效，但可能由于突然的意外旋转减速和纵向减速而引起司机的不适。另外，刹车致动机构不精确，使得系统的接合尽可能地延迟且仅用于稳定性恢复，而不用于精确的稳定性控制。还可以通过使用也称为允许改变方向盘角与车轮之间的关系的主动转向机构的可变转向齿轮来改善车辆转弯性能。然而，该方案需要昂贵且具有以下缺点的特定致动器：司机可能丧失“对于道路的感触”(即，司机感觉不到作为对于稳定性丧失的指示的对准转矩)；并且转向总是沿最小阻力的方向运动，因此如果司机松开方向盘，则致动器使转向柱而不是车轮转动。因此，需要使用EPS系统在避免EPS动作对司机的不当效果的同时，辅助上述所有情况和许多其他情况。
技术实现思路
专利技术的各种实施方式通过不限制EPS系统对于车辆运动的给定状态生成单个转矩动作，对于车辆运动的不同目的利用电动助力转向(EPS)的不同能力。相反地，根据专利技术的一些实施方式的EPS系统例如根据车辆的当前状态和车辆的方向盘的状态来生成对于运动状态的EPS动作的容许值的范围。这种值的范围至少部分地由包括关于EPS系统的转矩对方向盘的效果的约束在内的约束来确定。然后，在EPS转矩的容许值中，基于车辆运动的当前目的选择施加于车辆的转矩值。运动的目的的示例包括相对于车道的中心将车辆维持在特定位置、改善车辆的转动角、维持并恢复车辆运动稳定性以及将司机的施力减小至舒适而安全的水平。在一些实施方式中，运动的目的可以在车辆的运行期间变化。基于特定的运动目的而选择EPS转矩的当前值使得EPS能够对于不同的目的生成不同的转矩。例如，将车辆维持在车道内所需的EPS转矩可以不同于优化转弯性能所需的转矩。另外，关于EPS转矩对方向盘的影响的约束确保司机的舒适性，而与目的无关。因此，一个实施方式公开了一种用于对车辆的电动助力转向(EPS)系统的转矩进行控制的方法。该方法基于车辆的运动状态确定满足约束的EPS系统的转矩值的范围。约束包括关于EPS系统的转矩对方向盘的效果的至少一个约束。该方法基于车辆的运动目的在值的范围内选择转矩的值，并且命令EPS系统根据转矩的值生成转矩。方法的步骤可以由处理器来执行。另一个实施方式公开了一种用于对车辆的电动助力转向(EPS)系统的转矩进行控制的方法。该方法包括以下步骤：确定所述车辆的运动的目的；基于所述运动的所述目的确定所述车辆的所述运动的成本函数；确定限定所述EPS系统的所述转矩的值的范围的约束，其中，所述约束基于所述运动的状态并且包括关于所述EPS系统的所述转矩对所述车辆的方向盘的效果的至少一个效果约束和基于所述车辆的所述运动的所述目的而选择的至少一个目的约束；以及服从于所述约束对所述成本函数进行优化。又一个实施方式公开了一种车辆的电动助力转向(EPS)系统，该EPS系统包括：处理器，该处理器用于基于所述车辆的运动状态，确定满足约束的所述EPS系统的所述转矩的值的范围，所述约束包括关于所述EPS系统的所述转矩对所述方向盘的效果的至少一个约束，并且该处理器用于基于所述车辆的所述运动的目的在所述范围内选择所述转矩的值；和马达，该马达根据所选择的值生成所述转矩。附图说明图1A是根据专利技术的一些实施方式的用于控制车辆的电动助力转向(EPS)系统的转矩的方法的图；图1B是例示了基于函数生成EPS转矩值与基于约束生成EPS转矩值的范围之间的差作为时间函数的示意图；图1C是例示了由专利技术的一些实施方式采用的基于约束生成EPS转矩值的范围的原理的示意图；图2是由EPS系统生成的转矩与由司机生成的转矩和车辆与道路的摩擦生成的转矩的相互作用的示意图；图3是描述了车辆的运动的单轨模型(singletrackmodel)的表示图；图4A是例示了前轮胎力与车辆的状态的关系的示意图；图4B是例示了对准转矩与车辆的状态的关系的示意图；图5是例示了根据专利技术的一个实施方式的反馈转矩约束的示意图；图6是例示了根据专利技术的一个实施方式的司机转矩约束的示意图；图7是例示了对根据专利技术的一个实施方式的对准转矩的百分比的约束的示意图；图8是例示了根据专利技术的一个实施方式的介入转矩约束(interventiontorqueconstraint)的示意图；图9是例示了对根据专利技术的一个实施方式的对准转矩约束的介入的示意图；图10是根据专利技术的一个实施方式的用于周期性地确定EPS系统的最佳转矩的流程图；以及图11是采用根据专利技术的各种实施方式的控制方法的机动车辆转向系统的实施方式的示意图。具体实施方式图1A示出了根据专利技术的一些实施方式的用于控制车辆的电动助力转向(EPS)系统1110的转矩的方法的图。该方法的步骤可以由处理器1101来实施。实施方式确定1120满足约束1122的EPS系统的转矩的值的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对车辆的电动助力转向EPS系统的转矩进行控制的方法，该方法包括以下步骤：基于所述车辆的运动状态，确定满足约束的所述EPS系统的所述转矩的值的范围，所述约束包括关于所述EPS系统的所述转矩对方向盘的效果的至少一个约束；基于所述车辆的所述运动的目的，在所述值的范围内选择所述转矩的值；以及命令所述EPS系统的马达根据所述转矩的所述值生成所述转矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.13 US 13/916,7171.一种用于对车辆的电动助力转向EPS系统的转矩进行控制的方法，该方法包
括以下步骤：
基于所述车辆的运动状态，确定满足约束的所述EPS系统的所述转矩的值的范
围，所述约束包括关于所述EPS系统的所述转矩对方向盘的效果的至少一个约束；
基于所述车辆的所述运动的目的，在所述值的范围内选择所述转矩的值；以及
命令所述EPS系统的马达根据所述转矩的所述值生成所述转矩。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
确定所述车辆的所述运动的所述目的；
根据所述目的选择所述约束和成本函数；以及
服从于所述约束对所述成本函数进行优化，以确定所述值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，关于所述效果的所述约束是所述EPS系
统的所述转矩、由道路借助所述车辆的车轮对所述车辆的转向柱施加的对准转矩以及
施加于所述车辆的所述方向盘的转矩中的至少一些的函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，关于所述效果的所述约束包括关于对所
述方向盘的反馈转矩的最小量和最大量的约束。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，关于所述效果的所述约束包括与由司机
对所述方向盘施加的所述转矩有关的关于EPS系统转矩的最小量和最大量的约束。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，关于效果的所述约束包括关于对所述方
向盘的最大介入转矩的约束。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，关于效果的所述约束包括关于传播到所
述方向盘的所述对准转矩的百分比的约束。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，关于效果的所述约束包括对所述方向盘
的介入转矩与由司机施加到所述方向盘的当前转矩之间的差。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，关于效果的所述约束包括关于对准转矩
上的介入的约束。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目的是所述车辆的转弯性能。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目的是所述车辆的稳定性。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目的是相对于道路维持所述车辆的
位置。
13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·迪卡拉诺，S·扎菲洛普洛斯，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP